CN102186312A - 一种印刷电路板的通孔回流焊接方法和模板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及印刷电路板的技术领域，公开了一种印刷电路板的通孔回流焊接方法，包括以下步骤：1)将印刷电路板基板用于插装连接器的表面朝上放置，将开设有通孔的模板放置在所述印刷电路板基板的表面上，且所述通孔对齐并连通所述印刷电路板基板的插孔；2)在所述模板上印刷锡膏；3)将所述模板从所述印刷电路板基板上卸下，将连接器的插脚插装于所述插孔中；4)将插装有连接器的印刷电路板基板进行回流焊接。与现有技术相比，该通孔回流焊接方法中，印刷电路板基板正面朝上，不需要采用工装对连接器进行固定，节约成本，且利用模板放置在印刷电路板基板上，使得印刷电路板基板上非插装位置上不会沾上锡膏，保证焊接质量，且焊接效率高。

Description

一种印刷电路板的通孔回流焊接方法和模板

技术领域

本发明涉及的技术领域印刷电路板的技术领域，尤其涉及一种成本低、焊接质量好以及效率高的印刷电路板的通孔回流焊接方法以及一种运用于该通孔回流焊接方法中的模板。

背景技术

射频连接器是射频传输线路中的重要组成部分之一，其是插装焊接在电路板上的，为确保射频信号的传输质量，射频连接器的传输线及接地线需要良好的焊接质量，否则不仅会影响电路板的外观质量，对电性能的影响也很大。

在传统的电子组装工艺中，安装在电路板上的插件，其焊接一般采用手工焊或波峰焊技术。

采用手工焊接，即将射频连接器插在电路板的孔内，并用工装对其进行固定，接着，翻转电路板，用烙铁将其引脚焊接在电路板上。由于射频连接器为金属结构，且其部分引脚需要多处接地，焊接热容量大，采用手工焊接烙铁温度难以达到热容量需求，且手工焊接所耗费的时间较多。

采用波峰焊接，一般先要设计一种波峰焊工装，将线路板固定在该工装上，当射频连接器插在线路板孔内后，用该工装固定射频连接器，将装好有射频连接器的电路板随工装送入波峰炉内进行焊接，该焊接方法存在的弊端为：由于射频产品通常仅射频连接器等少数器件采用插件安装，且为了保证射频连接器良好的接地，电路板表面处理为金属面，采用波峰焊接时，其焊接效率低下、焊接工装及维护成本很高，且电路板在印刷锡膏时，其表面非焊接区容易沾上锡膏，影响电路板的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种印刷电路板的通孔回流焊接方法，旨在解决现有技术中，在印刷电路板基板上焊接射频连接器存在的焊接质量差、成本高以及效率低的问题。

本发明是这样实现的，一种印刷电路板的通孔回流焊接方法，包括以下步骤：

1)将印刷电路板基板用于插装连接器的表面朝上放置，将开设有通孔的模板放置在所述印刷电路板基板用于插装连接器的表面上，且所述通孔对齐并连通所述印刷电路板基板中用于插装连接器的插孔；

2)利用印刷设备在所述模板上印刷锡膏，锡膏通过所述通孔进入所述印刷电路板基板中的插孔；

3)将所述模板从所述印刷电路板基板上卸下，将连接器的插脚插装于所述印刷电路板基板的插孔中；

4)将插装有连接器的印刷电路板基板送入回流焊设备中，对连接器的插脚处进行回流焊接。

进一步地，所述模板的通孔的面积可由以下公式计算而得：

S＝[2(V_t+V_b+V_h)-V_i]/h

其中，V_t为插脚焊接处的顶面焊点体积；

V_b为插脚焊接处的底面焊点体积；

V_h为插脚焊接处插孔内焊点的体积；

V_s为插脚焊接处的锡膏总体积；

V_O为插脚焊接处的表面锡膏总体积；

V_i为插脚焊接处的插孔内的锡膏总体积；

S为模板通孔的面积。

进一步地，在所述步骤2)和所述步骤3)之间，可以利用贴片机在所述印刷电路板基板上贴装电子元件。

进一步地，所述印刷设备为锡膏印刷机，所述回流焊设备为回流炉。

本发明还提供一种模板，其可放置在印刷电路板基板用于插装连接器的表面上，所述印刷电路板基板中设有用于插装连接器的插孔，所述模板中设有通孔，所述通孔对齐且连通所述插孔。

进一步地，所述模板的通孔中设有加强肋，所述加强肋对齐于所述印刷电路板基板中的通孔。

进一步地，所述加强肋呈十字形状。

进一步地，所述加强肋的宽度尺寸为0.2mm-0.4mm范围之间。

进一步地，所述模板分为插装区和贴片区，当所述通孔的边长大于4mm时，所述插装区的厚度大于所述贴片区的厚度。

与现有技术相比，该通孔回流焊接方法中，印刷电路板基板用于插装连接器的表面正面朝上，故插装好连接器以后，在后续的操作中，不需要采用工装对连接器进行固定，节约成本，且该方法中，利用模板放置在印刷电路板基板用于插装连接器的表面上，故在印刷锡膏时，只有对应模板通孔的插孔会填充锡膏，印刷电路板基板上其它非焊接区域不会沾上，从而保证焊接质量，且焊接效率高。

附图说明

图1本发明实施例提供的模板的剖切示意图；

图2是本发明实施例提供的印刷电路板基板和模板配合的剖切示意图；

图3是本发明实施例提供的刷上锡膏后的印刷电路板基板的剖切示意图；

图4是本发明实施例提供的插装有射频连接器的印刷电路板基板的剖切示意图；

图5是本发明提供印刷电路板的剖切示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种印刷电路板的通孔回流焊接方法，包括以下步骤：

1)将印刷电路板基板用于插装连接器的表面朝上放置，将开设有通孔的模板放置在所述印刷电路板基板用于插装连接器的表面上，且所述通孔对齐并连通所述印刷电路板基板中用于插装连接器的插孔；

2)利用印刷设备在所述模板上印刷锡膏，锡膏通过所述通孔进入所述印刷电路板基板中的插孔；

3)将所述模板从所述印刷电路板基板上卸下，将连接器的插脚插装于所述印刷电路板基板的插孔中；

4)将插装有连接器的印刷电路板基板送入回流焊设备中，对连接器的插脚处进行回流焊接。

本发明中，印刷电路板基板正面朝上，不需要采用工装对连接器进行固定，节约成本，且利用模板放置在印刷电路板基板上，在印刷锡膏的过程中，只有和通孔相对的插孔会填充锡膏，印刷电路板基板上其它区域不会沾上锡膏，从而保证焊接质量，且焊接效率高。

以下实施例中，插装在印刷电路板基板的连接器为射频连接器，当然，本发明并不仅仅限制插装射频连接器，也适用于其它任何插装方式的连接器，以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。

如图1～5所示，为本发明提供的一较佳实施例。

如图1～5所示，用于通信行业的印刷电路板基板2上都具有用于插装射频连接器的插孔21，为了便于在该类印刷电路板基板2上插装射频连接器，从而实现将射频连接器焊接在印刷电路板基板2上，该实施例中采用的是通孔回流焊接，其具体的操作步骤如下：

1)将印刷电路板基板2用于插装射频连接器的表面正面朝上放置，将开设有通孔11的模板1放置在印刷电路板对应用于插装射频连接器的表面上，且该通孔11对齐且连通印刷电路板基板2上的插孔21，保持通孔11和插孔21的对齐和连通，印刷电路板基本2上有多少个需要插装射频连接器的插孔21，模板1上就相对应开设有多少个相对应的通孔11；

2)利用印刷设备在模板1上印刷锡膏3，这样，锡膏3将会通过通孔11流入插孔21中，使得插孔21中充有锡膏3.；

3)将印刷电路板基板2上的模板1卸下，将射频连接器的插脚4插装的印刷电路板基板2的插孔21中，该插脚4被锡膏3所包裹，且印刷电路板基板2用于插装射频连接器的表面正面朝上放置，这样射频连接器可以稳固的固定在印刷电路板基板2上，且其上的插脚4可以稳固的插装在插孔21中，不需要其它的工装来对射频连接器进行固定，节约成本；

4)将已经插装好射频连接器的印刷电路板基板2送入回流焊设备中，对射频连接器的插脚4处进行回流焊接。

上述的通孔回流焊接方法借助开设有通孔11的模板1，从而轻易地在印刷电路板基板2上对应的插孔21处印刷上锡膏3，再经过回流焊接设备的焊接，使得射频连接器稳固的焊接在印刷电路板基板2上，实现印刷电路板的焊接制作，相比于现有技术中的手工焊接或波峰焊接，其不需要用于对射频连接器进行固定的工装设备，成本低，不会使得印刷电路板基板2上其它非插装位置沾上锡膏3，焊接质量好，且效率高。

按照常规知识，锡膏3为焊锡的熔化状态，当锡膏3固化时，形成焊点。

本实施例中，上述各部件以及各部件之间的关系限定如下：

射频连接器插脚4横截面积为d；

插孔21的直径为D；

印刷电路板基板2上的孔盘22外径为B；

印刷电路板基板2的厚度为H；

模板1的厚度为h；

焊接后，插孔21内的锡膏3提重100％，且孔盘22焊接呈良好润湿状态，锡膏3的爬升梯度近似呈45°；

锡膏3从熔化到结晶形成固体，其体积变化近似50％。

本实施例中，将上述的一些已知条件进行整合，可以得到计算模板1通孔11面积的公式，具体如下：

V_j＝V_t+V_b+V_h    (1)

V_j/V_s＝50％     (2)

V_s＝V_o+V_i       (3)

S＝V₀/h         (4)

其中，V_t为插脚4焊接处的顶面焊点体积；V_b为插脚4焊接处的底面焊点体积；V_h为插脚4焊接处插孔21内焊点的体积；V_s为插脚4焊接处的锡膏3总体积；V_O为插脚4焊接处的表面锡膏3总体积；V_i为插脚4焊接处的插孔21内的锡膏3总体积；S为模板1通孔11的面积。

综上公式，可以得到模板1通孔11的面积计算公式为：

S＝[2(V_t+V_b+V_h)-V_i]/h    (5)

上述公式(5)中V_t、V_b、V_h、V_i以及h都是可以从设计前得到，从而可以直接从公式(5)计算得到模板1通孔11的面积。

该模板1通孔11的面积根据与之相关的多项数据计算得出，其使得焊接的质量更好，且便于开孔的量化，避免盲目操作。

在上述的通孔回流焊接方法中，步骤2)和步骤3)之间，用户可以在印刷电路板基板2上贴片操作，即在利用贴片机在印刷电路板基板2上贴上电子元件，用于模板1的作用，印刷电路板基板2上进行贴片的地方不会沾上锡膏3，从而保证贴片的质量。

本实施例中，当要对模板1上进行印刷锡膏3操作时，可以采用现有的锡膏3印刷机进行印刷操作，而回流焊设备则可以采用现有的回流炉。

在实际操作中，当计算得出的模板1的通孔11面积过大时，当模板1在进行印刷锡膏3的过程中，则容易发生少锡的现象，即过多的锡膏3被印刷机的刮刀刮走，从而造成插孔21中缺少锡膏3的现象；另一方面，有时，当插孔21中被锡膏3完全填充时，射频连接器的插脚4插装进插孔21的过程中，其容易将插孔21内的锡膏3顶出，从而，在进行回流焊接时，造成插孔21内锡膏3过少。为了避免该两种现象的出现，本实施例中，模板1的通孔11中设有加强肋12，该加强肋12对齐于印刷电路板基板2的插孔21。

为了便于加工和设计，本实施例中的加强肋12呈十字形状，当然，也可以根据需要设计成其它的形状，只要能够解决上述的两个因缺少锡膏3引起焊接质量差的问题则可。

为了避免加强肋12的宽度过大，而导致锡膏3对印刷电路板基板2的孔盘22的润湿不完全，该加强肋12的宽度的尺寸范围为0.2mm-0.4mm之间。

印刷电路板基板2可以分为用于插装射频连接器的插装区以及用于贴装电子元件的贴片区，而相对应地，模板1上也分有插装区以及贴片区，为了便于加工以及便于计算模板1通孔11的面积，模板1的厚度一般都采取同一厚度，即模板1上不会出现厚度不均的现象，模板1上的插装区和贴片区的厚度是一致的，这样，可以节约模板1的制作成本以及减少在印刷锡膏3的过程中，印刷机的刮刀对模板1的破坏，但是，当计算出的模板1的通孔11的面积过大时，一般情况下，当通孔11的边长大于4mm时，则视为面积过大，则可以将模板1进行局部加厚，即模板1的插装区的厚度要比模板1的贴片区的厚度大。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种印刷电路板的通孔回流焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将印刷电路板基板用于插装连接器的表面朝上放置，将开设有通孔的模板放置在所述印刷电路板基板用于插装连接器的表面上，且所述通孔对齐并连通所述印刷电路板基板中用于插装连接器的插孔；

2)利用印刷设备在所述模板上印刷锡膏，锡膏通过所述通孔进入所述印刷电路板基板中的插孔；

3)将所述模板从所述印刷电路板基板上卸下，将连接器的插脚插装于所述印刷电路板基板的插孔中；

4)将插装有连接器的印刷电路板基板送入回流焊设备中，对连接器的插脚处进行回流焊接。

2.如权利要求1所述的一种印刷电路板的通孔回流焊接方法，其特征在于，所述模板的通孔的面积可由以下公式计算而得：

S＝[2(V_t+V_b+V_h)-V_i]/h

其中，V_t为插脚焊接处的顶面焊点体积；

V_b为插脚焊接处的底面焊点体积；

V_h为插脚焊接处插孔内焊点的体积；

V_s为插脚焊接处的锡膏总体积；

V_O为插脚焊接处的表面锡膏总体积；

V_i为插脚焊接处的插孔内的锡膏总体积；

S为模板通孔的面积。

3.如权利要求1所述的一种印刷电路板的通孔回流焊接方法，其特征在于，在所述步骤2)和所述步骤3)之间，可以利用贴片机在所述印刷电路板基板上贴装电子元件。

4.如权利要求1或2或3所述的一种印刷电路板的通孔回流焊接方法，其特征在于，所述印刷设备为锡膏印刷机，所述回流焊设备为回流炉。

5.一种模板，其特征在于，可放置在印刷电路板基板用于插装连接器的表面上，所述印刷电路板基板中设有用于插装连接器的插孔，所述模板中设有通孔，所述通孔对齐且连通所述插孔。

6.如权利要求5所述的一种模板，其特征在于，所述模板的通孔中设有加强肋，所述加强肋对齐于所述印刷电路板基板中的通孔。

7.如权利要求6所述的一种模板，其特征在于，所述加强肋呈十字形状。

8.如权利要求5或6所述的一种模板，其特征在于，所述加强肋的宽度尺寸为0.2mm-0.4mm范围之间。

9.如权利要求5所述的一种模板，其特征在于，所述模板分为插装区和贴片区，当所述通孔的边长大于4mm时，所述插装区的厚度大于所述贴片区的厚度。

Images